V této bakalářské práci jsme se zabývali přípravou uhlíkových vláken na bázi ligninu. Teoretická část seznamuje se základními fakty souvisejícími s přípravou ligninových vláken a přeměnou na vlákna uhlíková. Pro přípravu vláken jsme využívali především techniku bezjehlového odstředivého a bezjehlového elektro-odstředivého zvlákňování v laboratoři KNT FT Technické univerzity v Liberci. Vhodné rozpouštědlo pro lignin jsme vybrali dimethylformamid podle Hansenových parametrů rozpustnosti. Připravili jsme koncentrační řadu roztoků ligninu a ligninu po frakcionaci rozpuštěném v dimethylformamidu. Pro roztoky jsme měřili viskozitu a povrchové napětí. Vlákna jsme stabilizovali a následnou karbonizací v peci přeměnili na vlákna uhlíková. Připravená vlákna jsme hodnotili na základě snímků SEM.
Annotation in English
This Bachelor thesis is focused on production of lignin-based carbon fibres. The theoretical part describes basic facts related with production of lignin-based fibres and its conversion to carbon fibres. As the main technology for fiber production we used needle-less force spinning and needle-less electro-force spinning in laboratory of Technical Univerzity of Liberec. As the suitable solvent we choose dimethylformamide according to Hansens parametrs for lignin. We prepared a concentration line of lignin dissolved in dimethylformamide. On these solutions we measured viscosity and surface tension. Fibres were analyzed based on images that were taken on scanning electron microscope and characterized using several methods.
Keywords
Lignin, uhlíková vlákna na bázi ligninu, bezjehlové odstředivé zvlákňování
Keywords in English
Lignin, lignin-based carbon fibres, needle-less force spinning
Length of the covering note
66 s. (59 491 znaků)
Language
CZ
Annotation
V této bakalářské práci jsme se zabývali přípravou uhlíkových vláken na bázi ligninu. Teoretická část seznamuje se základními fakty souvisejícími s přípravou ligninových vláken a přeměnou na vlákna uhlíková. Pro přípravu vláken jsme využívali především techniku bezjehlového odstředivého a bezjehlového elektro-odstředivého zvlákňování v laboratoři KNT FT Technické univerzity v Liberci. Vhodné rozpouštědlo pro lignin jsme vybrali dimethylformamid podle Hansenových parametrů rozpustnosti. Připravili jsme koncentrační řadu roztoků ligninu a ligninu po frakcionaci rozpuštěném v dimethylformamidu. Pro roztoky jsme měřili viskozitu a povrchové napětí. Vlákna jsme stabilizovali a následnou karbonizací v peci přeměnili na vlákna uhlíková. Připravená vlákna jsme hodnotili na základě snímků SEM.
Annotation in English
This Bachelor thesis is focused on production of lignin-based carbon fibres. The theoretical part describes basic facts related with production of lignin-based fibres and its conversion to carbon fibres. As the main technology for fiber production we used needle-less force spinning and needle-less electro-force spinning in laboratory of Technical Univerzity of Liberec. As the suitable solvent we choose dimethylformamide according to Hansens parametrs for lignin. We prepared a concentration line of lignin dissolved in dimethylformamide. On these solutions we measured viscosity and surface tension. Fibres were analyzed based on images that were taken on scanning electron microscope and characterized using several methods.
Keywords
Lignin, uhlíková vlákna na bázi ligninu, bezjehlové odstředivé zvlákňování
Keywords in English
Lignin, lignin-based carbon fibres, needle-less force spinning
Research Plan
Prostudujte techniky přípravy polymerních nanovláken z roztoků (elektrostatické zvlákňování střídavým a stejnosměrným proudem, odstředivé zvlákňování).
Prostudujte možnosti zvlákňování ligninu.
Proveďte experimenty zvlákňování ligninu.
Charakterizujte připravené vzorky vláken.
Vyhodnoťte možnosti zvlákňování ligninu s ohledem na rovnoměrnost a výtěžek postupu.
Prostudujte možnosti aplikace ligninových nano- a mikrovláken na přípravu vláken uhlíkových.
Research Plan
Prostudujte techniky přípravy polymerních nanovláken z roztoků (elektrostatické zvlákňování střídavým a stejnosměrným proudem, odstředivé zvlákňování).
Prostudujte možnosti zvlákňování ligninu.
Proveďte experimenty zvlákňování ligninu.
Charakterizujte připravené vzorky vláken.
Vyhodnoťte možnosti zvlákňování ligninu s ohledem na rovnoměrnost a výtěžek postupu.
Prostudujte možnosti aplikace ligninových nano- a mikrovláken na přípravu vláken uhlíkových.
Recommended resources
Mijung Cho, Muzaffer A. Karaaslan, Scott Renneckar, and Frank Ko. Enhancement of the mechanical properties of electrospun lignin-based nanofibers by heat treatment, J. Mater. Sci. 2017, 16(52), 9602-9614. doi: 10.1007/s10853-017-1160-0.
Samira Aslanzadeh, Behzad Ahvazi, Yaman Boluk, Cagri Ayranci. Morphologies of electrospun fibers of lignin in poly(ethylene oxide)/N,N-dimethylformamide, J. Appl. Polym. Sci. 2016, 44172. doi: 10.1002/APP.44172.
Rui Ding, Hongchao Wu, Mahendra Thunga, Nicola Bowler, Michael R. Kessler. Processing and characterization of low-cost electrospun carbon fibers from organosolv lignin/polyacrylonitrile blends. Carbon. 2016, 100, 126-136.
R. Ruiz-Rosas, J. Bedia, M. Lallave, I.G. Loscertales, A. Barrero, J. Rodriguez-Mirasol, T. Cordero. The production of submicron diameter carbon fibers by the electrospinning of lignin, Carbon. 2010, 48, 696-705.
Sixiao Hu and You-Lo Hsieh. Ultrafine microporous and mesoporous activated carbon fibers from alkali lignin, J. Mater. Chem. A. 2013, 1, 11279.
Recommended resources
Mijung Cho, Muzaffer A. Karaaslan, Scott Renneckar, and Frank Ko. Enhancement of the mechanical properties of electrospun lignin-based nanofibers by heat treatment, J. Mater. Sci. 2017, 16(52), 9602-9614. doi: 10.1007/s10853-017-1160-0.
Samira Aslanzadeh, Behzad Ahvazi, Yaman Boluk, Cagri Ayranci. Morphologies of electrospun fibers of lignin in poly(ethylene oxide)/N,N-dimethylformamide, J. Appl. Polym. Sci. 2016, 44172. doi: 10.1002/APP.44172.
Rui Ding, Hongchao Wu, Mahendra Thunga, Nicola Bowler, Michael R. Kessler. Processing and characterization of low-cost electrospun carbon fibers from organosolv lignin/polyacrylonitrile blends. Carbon. 2016, 100, 126-136.
R. Ruiz-Rosas, J. Bedia, M. Lallave, I.G. Loscertales, A. Barrero, J. Rodriguez-Mirasol, T. Cordero. The production of submicron diameter carbon fibers by the electrospinning of lignin, Carbon. 2010, 48, 696-705.
Sixiao Hu and You-Lo Hsieh. Ultrafine microporous and mesoporous activated carbon fibers from alkali lignin, J. Mater. Chem. A. 2013, 1, 11279.
Enclosed appendices
1 CD ROM
Appendices bound in thesis
-
Taken from the library
Yes
Full text of the thesis
Appendices
Reviewer's report
Supervisor's report
Defence procedure record
Defence procedure records are not shown to unauthorized users.